Детали машин - часть 11

 

  Главная      Учебники - Производство     

 

поиск по сайту           правообладателям

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  9  10  11  12   ..

 

 

Детали машин - часть 11

 

 

 

 
 

мм.

180

2

300

60

2

;

мм

300

50

6

;

мм

60

6

10

2

1

2

2

1

=

+

=

+

=

=

=

=

=

=

=

d

d

a

mz

d

qm

d

w

 

2.3   Проверим зацепление на прочность по контактным напряжениям. Используем формулу 

=

+

=

σ

H

w

H

K

T

a

q

z

q

z

2

3

2

2

1

170

 

7

,

173

42

,

1

10

62

,

493

180

1

10

50

10

50

170

3

3

=

+

=

МПа. 

Так как 

σ

Н 

= 173,7 МПа < [

σ

Н

] = 180 МПа, то условие прочности выполняется. 

Проверим скорость скольжения, для чего рассчитываем окружную скорость в зацеплении 

01

,

3

1000

60

960

60

14

,

3

1000

60

v

1

1

1

=

=

π

=

n

d

м/с. 

Скорость скольжения равна 

γ

=

cos

v

v

1

ск

где 

γ

 – угол подъема витков резьбы червяка: 

o

31

,

11

;

10

2

tg

1

=

γ

=

=

γ

q

z

07

,

3

31

,

11

соs

01

,

3

v

ск

=

=

м/с. 

Скорость скольжения меньше принятой ранее, поэтому поправка величины [σ

Н

] не требуется. 

2.4   Рассчитаем геометрические размеры червяка и колеса. 
Размеры червяка:  
 

мм

60

1

=

d

72

6

2

60

2

1

1

=

+

=

+

=

α

m

d

d

 мм; 

6

,

45

6

4

,

2

60

4

,

2

1

1

=

=

=

m

d

d

f

мм. 

Длина нарезной части червяка [1]: 

(

)

(

)

84

6

50

06

,

0

11

06

,

0

11

2

1

=

+

=

+

=

m

z

b

 мм. 

Учитывая выход шлифовального камня, принимаем: 

(

)

110

30

25

84

1

=

÷

+

=

b

мм. 

Размеры колеса:  

300

50

6

2

2

=

=

mz

d

мм; 

312

6

2

300

2

2

2

=

+

=

+

=

α

m

d

d

мм; 

6

,

285

6

4

,

2

300

4

,

2

2

1

=

=

=

m

d

d

f

мм. 

Ширина колеса 

54

72

75

,

0

75

,

0

1

2

=

=

α

d

b

w

мм, принимаем 

54

2

=

w

b

 мм. 

Наружный диаметр колеса 

(

)

321

)

2

2

(

6

6

312

2

6

1

2

2

=

+

+

=

+

+

=

α

α

z

m

d

d

м

мм. 

2.5   Проверим зацепление на прочность по напряжениям изгиба (рис. 25). Действительные напря-

жения изгиба в зацеплении 

q

m

F

K

y

t

F

F

F

2

2

3

,

1

cos

γ

=

σ

По таблице 10.8 [11], в зависимости от эквивалентного числа зубьев z

V 

путем интерполяции выбира-

ем значение коэффициента формы зуба: 

 

 
 

53

31

,

11

cos

50

cos

0

3

3

2

=

=

γ

=

z

z

V

;   y

F 

= 1,42;   K

F

 = K

Н

. 

Окружная сила на колесе  

3291

2

/

300

49320

2

/

2

2

=

=

=

d

T

F

t

 Н. 

Действительные напряжения изгиба в зацеплении 

9

,

13

10

6

3

,

1

31

,

11

cos

3200

42

,

1

42

,

1

2

=

=

σ

F

 МПа. 

Условие прочности выполняется: 13,9 МПа

  

< 54,4 МПа. 

2.6   Проверка зацепления на прочность при перегрузках. 
•  по изгибу:  

[ ]

160

200

8

,

0

8

,

0

пред

=

=

σ

=

σ

Т

F

 МПа; 

2

,

22

9

,

13

6

,

1

6

,

1

max

=

=

σ

=

σ

F

F

 МПа < 160 МПа. 

•  по контактным напряжениям: 

[ ]

400

200

2

2

пред

=

=

σ

=

σ

Т

H

 МПа;  

7

,

219

6

,

1

7

,

173

1

max

max

=

=

σ

=

σ

T

T

H

H

МПа. 

Условие прочности выполняется: 219,7 МПа

 

< 400 МПа. 

3   Определение кпд зацепления и выбор смазки 

866

,

0

)

6

,

1

31

,

11

(

tg

31

,

11

tg

)

(

tg

tg

чз

=

+

=

ϕ′

+

γ

γ

=

η

где 

ϕ′

=1,6 – приведенный угол трения (табл. 10.5, [16]). 

Выбираем масло с допустимой температурой t = 65 

о

С. 

4  Расчет усилий, действующих в зацеплении (рис. 25). 
 

 

 

Рис. 25   Схема сил, действующих в зацеплении 

 

Окружная сила на червяке 

826

60

24780

2

2

1

1

2

1

=

=

=

=

d

T

F

F

a

t

Н. 

 

 
 

Окружная сила на колесе 

3291

300

493620

2

2

2

2

1

2

=

=

=

=

d

T

F

F

a

t

Н. 

Радиальная сила 

1198

364

,

0

3291

tg

2

=

=

α

=

t

r

F

F

Н. 

5   Рассчитаем червяк на прочность и жесткость. 
5.1 Построение эпюр для вала червяка (рис. 26). 
 

 

Рис. 26   Расчетная схема червяка 

 
 

Принимаем 

конструктивно 

l = 340 мм. 

Обычно 

a = b

тогда  

а = 170 мм, с = 100 мм (из условия закрепления муфты). 

Изгибающий момент от силы 

r

F

101823

340

170

170

1198

=

=

=

l

ab

F

M

r

Fr

Н·мм. 

Изгибающий момент от силы 

1

a

F

37517

340

2

170

6

,

45

3291

2

1

1

1

=

=

=

l

a

d

F

M

f

a

Fa

Н·мм. 

Изгибающий момент от силы 

1

t

F

 

70210

340

170

170

826

1

1

=

=

=

l

ab

F

M

t

Ft

Н·мм. 

Изгибающий момент от силы 

M

F

 

l

ca

F

M

M

=

где 

4

,

604

82

24780

2

2

;

3

,

0

1

1

=

=

=

=

D

T

F

F

F

M

M

M

Н; здесь D

1

 = 82 мм – диаметр окружности, проходящей через 

оси пальцев муфты на валу червяка. 

3

,

181

4

,

604

3

,

0

=

=

M

F

 Н, 

9065

340

170

100

3

,

181

=

=

=

l

a

с

F

M

М

F

Н·мм. 

Суммарный момент в сечении 

 

 
 

(

) (

)

(

) (

)

мм.

Н

7

,

312

160

9065

210

70

517

37

823

101

2

2

2

1

2

1

=

+

+

+

=

=

+

+

+

=

F

Ft

Fa

Fr

М

М

М

М

М

 

Изгибающие напряжения 

750

]

[

МПа

9

,

16

6

,

45

1

,

0

7

,

160312

1

,

0

и

3

3

1

и

=

σ

=

=

=

σ

f

d

М

 МПа. 

Условие статической прочности выполняется с большим запасом, поэтому проверку на усталостную 

прочность не делаем. 

5.2   Рассчитаем червяк на прогиб. 
Равнодействующая, вызывающая прогиб червяка равна 

1455

826

1198

2

2

2

1

2

=

+

=

+

=

t

r

F

F

R

 Н. 

ПРИ СИММЕТРИЧНОМ РАСПОЛОЖЕНИИ ОПОР ВЕЛИЧИНА ПРОГИБА РАВНА: 

[ ]

4

1

4

1

5

3

05

,

0

64

;

МПа

10

15

,

2

;

48

f

f

d

d

J

E

f

EJ

Rl

f

π

=

=

=

Допускаемый прогиб: 

[ ]

(

) (

)

06

,

0

03

,

0

01

,

0

005

,

0

K

K

=

m

f

 мм. 

025

,

0

6

,

45

05

,

0

10

15

,

2

48

340

1455

4

3

3

=

=

f

 мм; 

Условие жесткости выполняется, так как f = 0,025мм < [ ] = 0,03 мм. 
6   Проверим редуктор на перегрев. 

КОЛИЧЕСТВО ТЕПЛА, ВЫДЕЛЯЮЩЕГОСЯ ПРИ РАБОТЕ ПЕРЕДАЧИ ЗА ОДНУ CЕ-

КУНДУ, 

(

)

(

)

498

2490

8

,

0

1

1

1

чз

=

=

η

=

N

Q

Вт. 

Количество тепла, отводимое корпусом за один час работы: 

(

)

A

t

t

K

Q

T

0

1

1

=

где K

т

 = 30 Вт/м

2

·

°С – коэффициент теплопередачи, при обдуве редуктора вентилятором; t

1

 = 65 

°C – 

допускаемая температура масла в редукторе; t

 = 20 

°C – температура окружающей среды; А – площадь 

поверхности редуктора (без днища) (рис. 24). 

397

,

0

34

,

0

08

,

0

45

,

0

08

,

0

2

45

,

0

34

,

0

2

=

+

=

A

 м

2

Размер «м» корпуса редуктора (рис. 24) определяется из условия наполнения масла в корпус на вы-

соту зуба червяка и объема масла из расчета 0,7 литра на 1 кВт мощности: 

(

)

540

397

,

0

20

65

30

1

=

=

Q

Вт. 

Так как Q

1

 < Q – то редуктор не перегревается. 

7   Разработка сборочного чертежа редуктора [6, 7, 8]. Сборочный чертеж редуктора представлен в 

прил. 19. 

Пример 7. Для 

вала, 

передающего 

зубчатому 

колесу 

мощность  

P = 75 кВт при n = 300 мин

–1

 подобрать посадку с гарантированным натягом и проверить прочность де-

талей  после  запрессовки  (рис. 27). Материал  колеса  и  вала  принять – сталь 45 (улучшенная 

σ

т 

= 450 

МПа). 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  9  10  11  12   ..